]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/rcu/tree.c
Merge tag 'virtio-next-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[karo-tx-linux.git] / kernel / rcu / tree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, you can access it online at
16  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/module.h>
45 #include <linux/percpu.h>
46 #include <linux/notifier.h>
47 #include <linux/cpu.h>
48 #include <linux/mutex.h>
49 #include <linux/time.h>
50 #include <linux/kernel_stat.h>
51 #include <linux/wait.h>
52 #include <linux/kthread.h>
53 #include <linux/prefetch.h>
54 #include <linux/delay.h>
55 #include <linux/stop_machine.h>
56 #include <linux/random.h>
57 #include <linux/ftrace_event.h>
58 #include <linux/suspend.h>
59
60 #include "tree.h"
61 #include "rcu.h"
62
63 MODULE_ALIAS("rcutree");
64 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
65 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #endif
67 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
68
69 /* Data structures. */
70
71 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
72 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
73
74 /*
75  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
76  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
77  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
78  * that points to the string being used, and this will allow
79  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
80  * address to the matching string.
81  */
82 #ifdef CONFIG_TRACING
83 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
84 static char sname##_varname[] = #sname; \
85 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
86 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
87 #else
88 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
89 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
90 #endif
91
92 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
93 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
94 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
95 struct rcu_state sname##_state = { \
96         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
97         .rda = &sname##_data, \
98         .call = cr, \
99         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
100         .gpnum = 0UL - 300UL, \
101         .completed = 0UL - 300UL, \
102         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
103         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
104         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
105         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
106         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
107         .abbr = sabbr, \
108 }
109
110 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
111 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
112
113 static struct rcu_state *rcu_state_p;
114 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
115
116 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
117 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
118 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
119 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
120 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
121         NUM_RCU_LVL_0,
122         NUM_RCU_LVL_1,
123         NUM_RCU_LVL_2,
124         NUM_RCU_LVL_3,
125         NUM_RCU_LVL_4,
126 };
127 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
128
129 /*
130  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
131  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
132  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
133  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
134  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
135  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
136  * positives from lockdep-RCU error checking.
137  */
138 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
139 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
140
141 /*
142  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
143  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
144  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
145  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
146  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
147  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
148  *
149  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
150  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
151  * a time.
152  */
153 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
154
155 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
156 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
157 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
158 static void invoke_rcu_core(void);
159 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
160
161 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
162 static int kthread_prio = CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO;
163 module_param(kthread_prio, int, 0644);
164
165 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays. */
166 static int gp_init_delay = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT)
167                                 ? CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT_DELAY
168                                 : 0;
169 module_param(gp_init_delay, int, 0644);
170
171 /*
172  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
173  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
174  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
175  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
176  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
177  * These variables enable correlating rcutorture output with the
178  * RCU tracing information.
179  */
180 unsigned long rcutorture_testseq;
181 unsigned long rcutorture_vernum;
182
183 /*
184  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
185  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
186  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
187  * in most contexts.
188  */
189 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
190 {
191         return ACCESS_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
192 }
193
194 /*
195  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
196  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
197  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
198  */
199 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
200 {
201         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
202 }
203
204 /*
205  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
206  * how many quiescent states passed, just if there was at least
207  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
208  * The caller must have disabled preemption.
209  */
210 void rcu_sched_qs(void)
211 {
212         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.passed_quiesce)) {
213                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
214                                        __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
215                                        TPS("cpuqs"));
216                 __this_cpu_write(rcu_sched_data.passed_quiesce, 1);
217         }
218 }
219
220 void rcu_bh_qs(void)
221 {
222         if (!__this_cpu_read(rcu_bh_data.passed_quiesce)) {
223                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
224                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
225                                        TPS("cpuqs"));
226                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.passed_quiesce, 1);
227         }
228 }
229
230 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
231
232 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
233         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
234         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
235 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
236         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
237         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
238 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
239 };
240
241 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(unsigned long, rcu_qs_ctr);
242 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(rcu_qs_ctr);
243
244 /*
245  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
246  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
247  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
248  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
249  * this CPU might (or might not) do in the near future.
250  *
251  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
252  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
253  * by two.
254  */
255 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
256 {
257         unsigned long flags;
258         struct rcu_data *rdp;
259         struct rcu_dynticks *rdtp;
260         int resched_mask;
261         struct rcu_state *rsp;
262
263         local_irq_save(flags);
264
265         /*
266          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
267          * the flag will be set again after some delay.
268          */
269         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
270         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
271
272         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
273         for_each_rcu_flavor(rsp) {
274                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
275                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
276                         continue;
277                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
278                 if (ACCESS_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
279                     ACCESS_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
280                         continue;
281
282                 /*
283                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
284                  * This allows the grace-period kthread to record the
285                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
286                  * further.
287                  */
288                 rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
289                 smp_mb__before_atomic(); /* Earlier stuff before QS. */
290                 atomic_add(2, &rdtp->dynticks);  /* QS. */
291                 smp_mb__after_atomic(); /* Later stuff after QS. */
292                 break;
293         }
294         local_irq_restore(flags);
295 }
296
297 /*
298  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
299  * and requires special handling for preemptible RCU.
300  * The caller must have disabled preemption.
301  */
302 void rcu_note_context_switch(void)
303 {
304         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
305         rcu_sched_qs();
306         rcu_preempt_note_context_switch();
307         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
308                 rcu_momentary_dyntick_idle();
309         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
310 }
311 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
312
313 /*
314  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
315  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
316  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
317  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
318  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
319  * all RCU flavors.
320  */
321 void rcu_all_qs(void)
322 {
323         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
324                 rcu_momentary_dyntick_idle();
325         this_cpu_inc(rcu_qs_ctr);
326 }
327 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
328
329 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
330 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
331 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
332
333 module_param(blimit, long, 0444);
334 module_param(qhimark, long, 0444);
335 module_param(qlowmark, long, 0444);
336
337 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
338 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
339
340 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
341 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
342
343 /*
344  * How long the grace period must be before we start recruiting
345  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
346  */
347 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
348 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
349
350 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
351                                   struct rcu_data *rdp);
352 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
353                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
354                                   unsigned long *maxj),
355                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
356 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
357 static int rcu_pending(void);
358
359 /*
360  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
361  */
362 unsigned long rcu_batches_started(void)
363 {
364         return rcu_state_p->gpnum;
365 }
366 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
367
368 /*
369  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
370  */
371 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
372 {
373         return rcu_sched_state.gpnum;
374 }
375 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
376
377 /*
378  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
379  */
380 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
381 {
382         return rcu_bh_state.gpnum;
383 }
384 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
385
386 /*
387  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
388  */
389 unsigned long rcu_batches_completed(void)
390 {
391         return rcu_state_p->completed;
392 }
393 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
394
395 /*
396  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
397  */
398 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
399 {
400         return rcu_sched_state.completed;
401 }
402 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
403
404 /*
405  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
406  */
407 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
408 {
409         return rcu_bh_state.completed;
410 }
411 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
412
413 /*
414  * Force a quiescent state.
415  */
416 void rcu_force_quiescent_state(void)
417 {
418         force_quiescent_state(rcu_state_p);
419 }
420 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
421
422 /*
423  * Force a quiescent state for RCU BH.
424  */
425 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
426 {
427         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
428 }
429 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
430
431 /*
432  * Force a quiescent state for RCU-sched.
433  */
434 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
435 {
436         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
437 }
438 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
439
440 /*
441  * Show the state of the grace-period kthreads.
442  */
443 void show_rcu_gp_kthreads(void)
444 {
445         struct rcu_state *rsp;
446
447         for_each_rcu_flavor(rsp) {
448                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
449                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
450                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
451         }
452 }
453 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
454
455 /*
456  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
457  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
458  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
459  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
460  * store this state in rcutorture itself.
461  */
462 void rcutorture_record_test_transition(void)
463 {
464         rcutorture_testseq++;
465         rcutorture_vernum = 0;
466 }
467 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
468
469 /*
470  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
471  */
472 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
473                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
474 {
475         struct rcu_state *rsp = NULL;
476
477         switch (test_type) {
478         case RCU_FLAVOR:
479                 rsp = rcu_state_p;
480                 break;
481         case RCU_BH_FLAVOR:
482                 rsp = &rcu_bh_state;
483                 break;
484         case RCU_SCHED_FLAVOR:
485                 rsp = &rcu_sched_state;
486                 break;
487         default:
488                 break;
489         }
490         if (rsp != NULL) {
491                 *flags = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags);
492                 *gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
493                 *completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
494                 return;
495         }
496         *flags = 0;
497         *gpnum = 0;
498         *completed = 0;
499 }
500 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
501
502 /*
503  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
504  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
505  * messages.
506  */
507 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
508 {
509         rcutorture_vernum++;
510 }
511 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
512
513 /*
514  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
515  */
516 static int
517 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
518 {
519         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
520                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
521 }
522
523 /*
524  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
525  */
526 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
527 {
528         return &rsp->node[0];
529 }
530
531 /*
532  * Is there any need for future grace periods?
533  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
534  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
535  */
536 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
537 {
538         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
539         int idx = (ACCESS_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
540         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
541
542         return ACCESS_ONCE(*fp);
543 }
544
545 /*
546  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
547  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
548  * normal callback registry.
549  */
550 static int
551 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
552 {
553         int i;
554
555         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
556                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
557         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
558                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
559         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
560                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
561         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
562                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
563         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
564                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
565                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
566                                  rdp->nxtcompleted[i]))
567                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
568         return 0; /* No grace period needed. */
569 }
570
571 /*
572  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
573  *
574  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
575  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
576  * The caller must have disabled interrupts.
577  */
578 static void rcu_eqs_enter_common(long long oldval, bool user)
579 {
580         struct rcu_state *rsp;
581         struct rcu_data *rdp;
582         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
583
584         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
585         if (!user && !is_idle_task(current)) {
586                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
587                         idle_task(smp_processor_id());
588
589                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
590                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
591                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
592                           current->pid, current->comm,
593                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
594         }
595         for_each_rcu_flavor(rsp) {
596                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
597                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
598         }
599         rcu_prepare_for_idle();
600         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
601         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
602         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
603         smp_mb__after_atomic();  /* Force ordering with next sojourn. */
604         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
605         rcu_dynticks_task_enter();
606
607         /*
608          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
609          * in an RCU read-side critical section.
610          */
611         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
612                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
613         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
614                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
615         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
616                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
617 }
618
619 /*
620  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
621  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
622  */
623 static void rcu_eqs_enter(bool user)
624 {
625         long long oldval;
626         struct rcu_dynticks *rdtp;
627
628         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
629         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
630         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
631         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
632                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
633                 rcu_eqs_enter_common(oldval, user);
634         } else {
635                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
636         }
637 }
638
639 /**
640  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
641  *
642  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
643  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
644  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
645  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
646  *
647  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
648  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
649  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
650  */
651 void rcu_idle_enter(void)
652 {
653         unsigned long flags;
654
655         local_irq_save(flags);
656         rcu_eqs_enter(false);
657         rcu_sysidle_enter(0);
658         local_irq_restore(flags);
659 }
660 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
661
662 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
663 /**
664  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
665  *
666  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
667  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
668  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
669  * when the CPU runs in userspace.
670  */
671 void rcu_user_enter(void)
672 {
673         rcu_eqs_enter(1);
674 }
675 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
676
677 /**
678  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
679  *
680  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
681  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
682  * sections can occur.
683  *
684  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
685  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
686  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
687  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
688  *
689  * Use things like work queues to work around this limitation.
690  *
691  * You have been warned.
692  */
693 void rcu_irq_exit(void)
694 {
695         unsigned long flags;
696         long long oldval;
697         struct rcu_dynticks *rdtp;
698
699         local_irq_save(flags);
700         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
701         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
702         rdtp->dynticks_nesting--;
703         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
704         if (rdtp->dynticks_nesting)
705                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
706         else
707                 rcu_eqs_enter_common(oldval, true);
708         rcu_sysidle_enter(1);
709         local_irq_restore(flags);
710 }
711
712 /*
713  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
714  *
715  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
716  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
717  * The caller must have disabled interrupts.
718  */
719 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
720 {
721         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
722
723         rcu_dynticks_task_exit();
724         smp_mb__before_atomic();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
725         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
726         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
727         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
728         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
729         rcu_cleanup_after_idle();
730         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
731         if (!user && !is_idle_task(current)) {
732                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
733                         idle_task(smp_processor_id());
734
735                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
736                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
737                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
738                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
739                           current->pid, current->comm,
740                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
741         }
742 }
743
744 /*
745  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
746  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
747  */
748 static void rcu_eqs_exit(bool user)
749 {
750         struct rcu_dynticks *rdtp;
751         long long oldval;
752
753         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
754         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
755         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
756         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
757                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
758         } else {
759                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
760                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
761         }
762 }
763
764 /**
765  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
766  *
767  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
768  * read-side critical sections can occur.
769  *
770  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
771  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
772  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
773  * now starting.
774  */
775 void rcu_idle_exit(void)
776 {
777         unsigned long flags;
778
779         local_irq_save(flags);
780         rcu_eqs_exit(false);
781         rcu_sysidle_exit(0);
782         local_irq_restore(flags);
783 }
784 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
785
786 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
787 /**
788  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
789  *
790  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
791  * run a RCU read side critical section anytime.
792  */
793 void rcu_user_exit(void)
794 {
795         rcu_eqs_exit(1);
796 }
797 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
798
799 /**
800  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
801  *
802  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
803  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
804  * sections can occur.
805  *
806  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
807  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
808  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
809  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
810  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
811  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
812  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
813  *
814  * Use things like work queues to work around this limitation.
815  *
816  * You have been warned.
817  */
818 void rcu_irq_enter(void)
819 {
820         unsigned long flags;
821         struct rcu_dynticks *rdtp;
822         long long oldval;
823
824         local_irq_save(flags);
825         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
826         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
827         rdtp->dynticks_nesting++;
828         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
829         if (oldval)
830                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
831         else
832                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
833         rcu_sysidle_exit(1);
834         local_irq_restore(flags);
835 }
836
837 /**
838  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
839  *
840  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
841  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
842  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
843  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
844  * run out of stack space first.)
845  */
846 void rcu_nmi_enter(void)
847 {
848         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
849         int incby = 2;
850
851         /* Complain about underflow. */
852         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
853
854         /*
855          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
856          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
857          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
858          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
859          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
860          * period (observation due to Andy Lutomirski).
861          */
862         if (!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1)) {
863                 smp_mb__before_atomic();  /* Force delay from prior write. */
864                 atomic_inc(&rdtp->dynticks);
865                 /* atomic_inc() before later RCU read-side crit sects */
866                 smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
867                 WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
868                 incby = 1;
869         }
870         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
871         barrier();
872 }
873
874 /**
875  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
876  *
877  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
878  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
879  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
880  * being RCU-idle.
881  */
882 void rcu_nmi_exit(void)
883 {
884         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
885
886         /*
887          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
888          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
889          * to us!)
890          */
891         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
892         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
893
894         /*
895          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
896          * leave it in non-RCU-idle state.
897          */
898         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
899                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
900                 return;
901         }
902
903         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
904         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
905         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
906         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
907         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
908         smp_mb__after_atomic();  /* Force delay to next write. */
909         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
910 }
911
912 /**
913  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
914  *
915  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
916  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
917  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
918  * least disabled preemption.
919  */
920 bool notrace __rcu_is_watching(void)
921 {
922         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
923 }
924
925 /**
926  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
927  *
928  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
929  * or NMI handler, return true.
930  */
931 bool notrace rcu_is_watching(void)
932 {
933         bool ret;
934
935         preempt_disable();
936         ret = __rcu_is_watching();
937         preempt_enable();
938         return ret;
939 }
940 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
941
942 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
943
944 /*
945  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
946  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
947  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
948  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
949  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
950  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
951  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
952  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
953  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
954  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
955  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
956  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
957  * notifiers.
958  *
959  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
960  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
961  *
962  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
963  * errors from NMI handlers anyway.
964  */
965 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
966 {
967         struct rcu_data *rdp;
968         struct rcu_node *rnp;
969         bool ret;
970
971         if (in_nmi())
972                 return true;
973         preempt_disable();
974         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
975         rnp = rdp->mynode;
976         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
977               !rcu_scheduler_fully_active;
978         preempt_enable();
979         return ret;
980 }
981 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
982
983 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
984
985 /**
986  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
987  *
988  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
989  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
990  * disabled preemption.
991  */
992 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
993 {
994         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
995 }
996
997 /*
998  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
999  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1000  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1001  */
1002 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
1003                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
1004 {
1005         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1006         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
1007         if ((rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0) {
1008                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1009                 return 1;
1010         } else {
1011                 if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4,
1012                                  rdp->mynode->gpnum))
1013                         ACCESS_ONCE(rdp->gpwrap) = true;
1014                 return 0;
1015         }
1016 }
1017
1018 /*
1019  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1020  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1021  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1022  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1023  */
1024 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
1025                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
1026 {
1027         unsigned int curr;
1028         int *rcrmp;
1029         unsigned int snap;
1030
1031         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1032         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
1033
1034         /*
1035          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1036          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1037          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1038          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1039          * read-side critical section that started before the beginning
1040          * of the current RCU grace period.
1041          */
1042         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
1043                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1044                 rdp->dynticks_fqs++;
1045                 return 1;
1046         }
1047
1048         /*
1049          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
1050          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
1051          * state: If we see it offline even once, it has been through a
1052          * quiescent state.
1053          *
1054          * The reason for insisting that the grace period be at least
1055          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
1056          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
1057          * sections.
1058          */
1059         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
1060                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
1061         barrier();
1062         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
1063                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1064                 rdp->offline_fqs++;
1065                 return 1;
1066         }
1067
1068         /*
1069          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1070          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1071          * even context-switching back and forth between a pair of
1072          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1073          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1074          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1075          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
1076          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1077          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1078          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1079          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1080          * there are at most four threads involved, and because the
1081          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1082          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1083          * quite low.
1084          *
1085          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1086          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1087          * warning delay.
1088          */
1089         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
1090         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1091                          rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs) ||
1092             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1093                 if (!(ACCESS_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
1094                         ACCESS_ONCE(rdp->cond_resched_completed) =
1095                                 ACCESS_ONCE(rdp->mynode->completed);
1096                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
1097                         ACCESS_ONCE(*rcrmp) =
1098                                 ACCESS_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask;
1099                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1100                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Enable beating. */
1101                 } else if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1102                         /* Time to beat on that CPU again! */
1103                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1104                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1105                 }
1106         }
1107
1108         return 0;
1109 }
1110
1111 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1112 {
1113         unsigned long j = jiffies;
1114         unsigned long j1;
1115
1116         rsp->gp_start = j;
1117         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1118         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1119         ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = j + j1;
1120         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1121         rsp->n_force_qs_gpstart = ACCESS_ONCE(rsp->n_force_qs);
1122 }
1123
1124 /*
1125  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1126  */
1127 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1128 {
1129         unsigned long gpa;
1130         unsigned long j;
1131
1132         j = jiffies;
1133         gpa = ACCESS_ONCE(rsp->gp_activity);
1134         if (j - gpa > 2 * HZ)
1135                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies!\n",
1136                        rsp->name, j - gpa);
1137 }
1138
1139 /*
1140  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.
1141  */
1142 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1143 {
1144         int cpu;
1145         unsigned long flags;
1146         struct rcu_node *rnp;
1147
1148         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1149                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1150                 if (rnp->qsmask != 0) {
1151                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1152                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
1153                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
1154                 }
1155                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1156         }
1157 }
1158
1159 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1160 {
1161         int cpu;
1162         long delta;
1163         unsigned long flags;
1164         unsigned long gpa;
1165         unsigned long j;
1166         int ndetected = 0;
1167         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1168         long totqlen = 0;
1169
1170         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1171
1172         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1173         delta = jiffies - ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1174         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1175                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1176                 return;
1177         }
1178         ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1179         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1180
1181         /*
1182          * OK, time to rat on our buddy...
1183          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1184          * RCU CPU stall warnings.
1185          */
1186         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1187                rsp->name);
1188         print_cpu_stall_info_begin();
1189         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1190                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1191                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1192                 if (rnp->qsmask != 0) {
1193                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1194                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
1195                                         print_cpu_stall_info(rsp,
1196                                                              rnp->grplo + cpu);
1197                                         ndetected++;
1198                                 }
1199                 }
1200                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1201         }
1202
1203         print_cpu_stall_info_end();
1204         for_each_possible_cpu(cpu)
1205                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1206         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1207                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1208                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1209         if (ndetected) {
1210                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1211         } else {
1212                 if (ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1213                     ACCESS_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1214                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1215                 } else {
1216                         j = jiffies;
1217                         gpa = ACCESS_ONCE(rsp->gp_activity);
1218                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1219                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1220                                jiffies_till_next_fqs,
1221                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1222                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1223                         sched_show_task(current);
1224                 }
1225         }
1226
1227         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1228         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1229
1230         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1231
1232         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1233 }
1234
1235 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1236 {
1237         int cpu;
1238         unsigned long flags;
1239         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1240         long totqlen = 0;
1241
1242         /*
1243          * OK, time to rat on ourselves...
1244          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1245          * RCU CPU stall warnings.
1246          */
1247         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1248         print_cpu_stall_info_begin();
1249         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1250         print_cpu_stall_info_end();
1251         for_each_possible_cpu(cpu)
1252                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1253         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1254                 jiffies - rsp->gp_start,
1255                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1256
1257         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1258
1259         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1260
1261         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1262         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1263                 ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies +
1264                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1265         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1266
1267         /*
1268          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1269          *
1270          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1271          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1272          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1273          */
1274         resched_cpu(smp_processor_id());
1275 }
1276
1277 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1278 {
1279         unsigned long completed;
1280         unsigned long gpnum;
1281         unsigned long gps;
1282         unsigned long j;
1283         unsigned long js;
1284         struct rcu_node *rnp;
1285
1286         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1287                 return;
1288         j = jiffies;
1289
1290         /*
1291          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1292          *
1293          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1294          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1295          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1296          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1297          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1298          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1299          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1300          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1301          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1302          * from rsp->gpnum.
1303          *
1304          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1305          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1306          */
1307         gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
1308         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1309         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1310         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1311         gps = ACCESS_ONCE(rsp->gp_start);
1312         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1313         completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
1314         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1315             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1316             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1317                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1318         rnp = rdp->mynode;
1319         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1320             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1321
1322                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1323                 print_cpu_stall(rsp);
1324
1325         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1326                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1327
1328                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1329                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1330         }
1331 }
1332
1333 /**
1334  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1335  *
1336  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1337  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1338  * RCU grace periods.
1339  *
1340  * The caller must disable hard irqs.
1341  */
1342 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1343 {
1344         struct rcu_state *rsp;
1345
1346         for_each_rcu_flavor(rsp)
1347                 ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies + ULONG_MAX / 2;
1348 }
1349
1350 /*
1351  * Initialize the specified rcu_data structure's default callback list
1352  * to empty.  The default callback list is the one that is not used by
1353  * no-callbacks CPUs.
1354  */
1355 static void init_default_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1356 {
1357         int i;
1358
1359         rdp->nxtlist = NULL;
1360         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1361                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1362 }
1363
1364 /*
1365  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1366  */
1367 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1368 {
1369         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1370                 return;
1371         init_default_callback_list(rdp);
1372 }
1373
1374 /*
1375  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1376  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1377  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1378  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1379  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1380  *
1381  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1382  */
1383 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1384                                        struct rcu_node *rnp)
1385 {
1386         /*
1387          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1388          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1389          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1390          * period might have started, but just not yet gotten around
1391          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1392          */
1393         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1394                 return rnp->completed + 1;
1395
1396         /*
1397          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1398          * then the subsequent full grace period.
1399          */
1400         return rnp->completed + 2;
1401 }
1402
1403 /*
1404  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1405  * rcu_nocb_wait_gp().
1406  */
1407 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1408                                 unsigned long c, const char *s)
1409 {
1410         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1411                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1412                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1413 }
1414
1415 /*
1416  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1417  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1418  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1419  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1420  *
1421  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1422  */
1423 static bool __maybe_unused
1424 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1425                     unsigned long *c_out)
1426 {
1427         unsigned long c;
1428         int i;
1429         bool ret = false;
1430         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1431
1432         /*
1433          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1434          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1435          */
1436         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1437         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1438         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1439                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1440                 goto out;
1441         }
1442
1443         /*
1444          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1445          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1446          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1447          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1448          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1449          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1450          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1451          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1452          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1453          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1454          * doing some extra useless work.
1455          */
1456         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1457             ACCESS_ONCE(rnp_root->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp_root->completed)) {
1458                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1459                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1460                 goto out;
1461         }
1462
1463         /*
1464          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1465          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1466          * start one (if needed).
1467          */
1468         if (rnp != rnp_root) {
1469                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1470                 smp_mb__after_unlock_lock();
1471         }
1472
1473         /*
1474          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1475          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1476          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1477          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1478          */
1479         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1480         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1481                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1482                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1483
1484         /*
1485          * If the needed for the required grace period is already
1486          * recorded, trace and leave.
1487          */
1488         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1489                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1490                 goto unlock_out;
1491         }
1492
1493         /* Record the need for the future grace period. */
1494         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1495
1496         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1497         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1498                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1499         } else {
1500                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1501                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1502         }
1503 unlock_out:
1504         if (rnp != rnp_root)
1505                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1506 out:
1507         if (c_out != NULL)
1508                 *c_out = c;
1509         return ret;
1510 }
1511
1512 /*
1513  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1514  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1515  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1516  * waiting for this grace period to complete.
1517  */
1518 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1519 {
1520         int c = rnp->completed;
1521         int needmore;
1522         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1523
1524         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1525         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1526         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1527         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1528                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1529         return needmore;
1530 }
1531
1532 /*
1533  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1534  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1535  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1536  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1537  * a kthread that has not yet been created.
1538  */
1539 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1540 {
1541         if (current == rsp->gp_kthread ||
1542             !ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1543             !rsp->gp_kthread)
1544                 return;
1545         wake_up(&rsp->gp_wq);
1546 }
1547
1548 /*
1549  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1550  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1551  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1552  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1553  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1554  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1555  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1556  * awaken the RCU grace-period kthread.
1557  *
1558  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1559  */
1560 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1561                                struct rcu_data *rdp)
1562 {
1563         unsigned long c;
1564         int i;
1565         bool ret;
1566
1567         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1568         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1569                 return false;
1570
1571         /*
1572          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1573          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1574          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1575          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1576          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1577          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1578          *
1579          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1580          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1581          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1582          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1583          * been assigned a ->completed number.
1584          */
1585         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1586         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1587                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1588                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1589                         break;
1590
1591         /*
1592          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1593          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1594          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1595          * be grouped into.
1596          */
1597         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1598                 return false;
1599
1600         /*
1601          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1602          * full grace period and group them all in the sublist initially
1603          * indexed by "i".
1604          */
1605         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1606                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1607                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1608         }
1609         /* Record any needed additional grace periods. */
1610         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1611
1612         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1613         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1614                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1615         else
1616                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1617         return ret;
1618 }
1619
1620 /*
1621  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1622  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1623  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1624  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1625  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1626  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1627  *
1628  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1629  */
1630 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1631                             struct rcu_data *rdp)
1632 {
1633         int i, j;
1634
1635         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1636         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1637                 return false;
1638
1639         /*
1640          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1641          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1642          */
1643         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1644                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1645                         break;
1646                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1647         }
1648         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1649         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1650                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1651
1652         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1653         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1654                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1655                         break;
1656                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1657                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1658         }
1659
1660         /* Classify any remaining callbacks. */
1661         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1662 }
1663
1664 /*
1665  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1666  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1667  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1668  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1669  */
1670 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1671                               struct rcu_data *rdp)
1672 {
1673         bool ret;
1674
1675         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1676         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1677             !unlikely(ACCESS_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1678
1679                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1680                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1681
1682         } else {
1683
1684                 /* Advance callbacks. */
1685                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1686
1687                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1688                 rdp->completed = rnp->completed;
1689                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1690         }
1691
1692         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(ACCESS_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1693                 /*
1694                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1695                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1696                  * go looking for one.
1697                  */
1698                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1699                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1700                 rdp->passed_quiesce = 0;
1701                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
1702                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1703                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1704                 ACCESS_ONCE(rdp->gpwrap) = false;
1705         }
1706         return ret;
1707 }
1708
1709 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1710 {
1711         unsigned long flags;
1712         bool needwake;
1713         struct rcu_node *rnp;
1714
1715         local_irq_save(flags);
1716         rnp = rdp->mynode;
1717         if ((rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) &&
1718              rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) &&
1719              !unlikely(ACCESS_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1720             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1721                 local_irq_restore(flags);
1722                 return;
1723         }
1724         smp_mb__after_unlock_lock();
1725         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1726         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1727         if (needwake)
1728                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1729 }
1730
1731 /*
1732  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1733  */
1734 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1735 {
1736         unsigned long oldmask;
1737         struct rcu_data *rdp;
1738         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1739
1740         ACCESS_ONCE(rsp->gp_activity) = jiffies;
1741         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1742         smp_mb__after_unlock_lock();
1743         if (!ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1744                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1745                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1746                 return 0;
1747         }
1748         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1749
1750         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1751                 /*
1752                  * Grace period already in progress, don't start another.
1753                  * Not supposed to be able to happen.
1754                  */
1755                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1756                 return 0;
1757         }
1758
1759         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1760         record_gp_stall_check_time(rsp);
1761         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1762         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1763         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1764         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1765
1766         /*
1767          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1768          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1769          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1770          * will handle subsequent offline CPUs.
1771          */
1772         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1773                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1774                 smp_mb__after_unlock_lock();
1775                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1776                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1777                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1778                         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1779                         continue;
1780                 }
1781
1782                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1783                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1784                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1785
1786                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1787                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1788                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
1789                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
1790                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
1791                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
1792                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
1793                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1794                 }
1795
1796                 /*
1797                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1798                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1799                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1800                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1801                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1802                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
1803                  * checks for this, so just call it unconditionally).
1804                  */
1805                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1806                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
1807                      rnp->qsmaskinit)) {
1808                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1809                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1810                 }
1811
1812                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1813         }
1814
1815         /*
1816          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1817          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1818          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1819          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1820          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1821          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1822          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1823          * CPU-hotplug operations.
1824          *
1825          * The grace period cannot complete until the initialization
1826          * process finishes, because this kthread handles both.
1827          */
1828         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1829                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1830                 smp_mb__after_unlock_lock();
1831                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1832                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1833                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1834                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1835                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
1836                         ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1837                 if (rnp == rdp->mynode)
1838                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1839                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1840                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1841                                             rnp->level, rnp->grplo,
1842                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1843                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1844                 cond_resched_rcu_qs();
1845                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_activity) = jiffies;
1846                 if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT) &&
1847                     gp_init_delay > 0 &&
1848                     !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * 10)))
1849                         schedule_timeout_uninterruptible(gp_init_delay);
1850         }
1851
1852         return 1;
1853 }
1854
1855 /*
1856  * Do one round of quiescent-state forcing.
1857  */
1858 static int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1859 {
1860         int fqs_state = fqs_state_in;
1861         bool isidle = false;
1862         unsigned long maxj;
1863         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1864
1865         ACCESS_ONCE(rsp->gp_activity) = jiffies;
1866         rsp->n_force_qs++;
1867         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1868                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1869                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1870                         isidle = true;
1871                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1872                 }
1873                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1874                              &isidle, &maxj);
1875                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1876                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1877         } else {
1878                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1879                 isidle = true;
1880                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1881         }
1882         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1883         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1884                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1885                 smp_mb__after_unlock_lock();
1886                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) =
1887                         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1888                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1889         }
1890         return fqs_state;
1891 }
1892
1893 /*
1894  * Clean up after the old grace period.
1895  */
1896 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1897 {
1898         unsigned long gp_duration;
1899         bool needgp = false;
1900         int nocb = 0;
1901         struct rcu_data *rdp;
1902         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1903
1904         ACCESS_ONCE(rsp->gp_activity) = jiffies;
1905         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1906         smp_mb__after_unlock_lock();
1907         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1908         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1909                 rsp->gp_max = gp_duration;
1910
1911         /*
1912          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1913          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1914          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1915          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1916          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1917          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1918          */
1919         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1920
1921         /*
1922          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1923          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1924          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1925          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1926          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1927          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1928          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1929          */
1930         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1931                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1932                 smp_mb__after_unlock_lock();
1933                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
1934                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
1935                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1936                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1937                 if (rnp == rdp->mynode)
1938                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1939                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1940                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1941                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1942                 cond_resched_rcu_qs();
1943                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_activity) = jiffies;
1944         }
1945         rnp = rcu_get_root(rsp);
1946         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1947         smp_mb__after_unlock_lock(); /* Order GP before ->completed update. */
1948         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1949
1950         /* Declare grace period done. */
1951         ACCESS_ONCE(rsp->completed) = rsp->gpnum;
1952         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
1953         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1954         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1955         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
1956         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1957         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1958                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
1959                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1960                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1961                                        TPS("newreq"));
1962         }
1963         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1964 }
1965
1966 /*
1967  * Body of kthread that handles grace periods.
1968  */
1969 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1970 {
1971         int fqs_state;
1972         int gf;
1973         unsigned long j;
1974         int ret;
1975         struct rcu_state *rsp = arg;
1976         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1977
1978         rcu_bind_gp_kthread();
1979         for (;;) {
1980
1981                 /* Handle grace-period start. */
1982                 for (;;) {
1983                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1984                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1985                                                TPS("reqwait"));
1986                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
1987                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1988                                                  ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) &
1989                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1990                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1991                         if (rcu_gp_init(rsp))
1992                                 break;
1993                         cond_resched_rcu_qs();
1994                         ACCESS_ONCE(rsp->gp_activity) = jiffies;
1995                         WARN_ON(signal_pending(current));
1996                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1997                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1998                                                TPS("reqwaitsig"));
1999                 }
2000
2001                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2002                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
2003                 j = jiffies_till_first_fqs;
2004                 if (j > HZ) {
2005                         j = HZ;
2006                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2007                 }
2008                 ret = 0;
2009                 for (;;) {
2010                         if (!ret)
2011                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2012                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2013                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
2014                                                TPS("fqswait"));
2015                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2016                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
2017                                         ((gf = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) &
2018                                          RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2019                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
2020                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
2021                                         j);
2022                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2023                         /* If grace period done, leave loop. */
2024                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
2025                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2026                                 break;
2027                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2028                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2029                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2030                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2031                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
2032                                                        TPS("fqsstart"));
2033                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
2034                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2035                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
2036                                                        TPS("fqsend"));
2037                                 cond_resched_rcu_qs();
2038                                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_activity) = jiffies;
2039                         } else {
2040                                 /* Deal with stray signal. */
2041                                 cond_resched_rcu_qs();
2042                                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_activity) = jiffies;
2043                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2044                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2045                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
2046                                                        TPS("fqswaitsig"));
2047                         }
2048                         j = jiffies_till_next_fqs;
2049                         if (j > HZ) {
2050                                 j = HZ;
2051                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
2052                         } else if (j < 1) {
2053                                 j = 1;
2054                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
2055                         }
2056                 }
2057
2058                 /* Handle grace-period end. */
2059                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2060         }
2061 }
2062
2063 /*
2064  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2065  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2066  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2067  *
2068  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2069  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2070  * quiescent state.
2071  *
2072  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2073  */
2074 static bool
2075 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2076                       struct rcu_data *rdp)
2077 {
2078         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2079                 /*
2080                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2081                  * task, this CPU does not need another grace period,
2082                  * or a grace period is already in progress.
2083                  * Either way, don't start a new grace period.
2084                  */
2085                 return false;
2086         }
2087         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
2088         trace_rcu_grace_period(rsp->name, ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
2089                                TPS("newreq"));
2090
2091         /*
2092          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2093          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2094          * the wakeup to our caller.
2095          */
2096         return true;
2097 }
2098
2099 /*
2100  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2101  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2102  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2103  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2104  * that is encountered beforehand.
2105  *
2106  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2107  */
2108 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2109 {
2110         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2111         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2112         bool ret = false;
2113
2114         /*
2115          * If there is no grace period in progress right now, any
2116          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2117          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2118          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2119          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2120          * then start the grace period!
2121          */
2122         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2123         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2124         return ret;
2125 }
2126
2127 /*
2128  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
2129  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
2130  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
2131  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
2132  * is released before return.
2133  */
2134 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2135         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2136 {
2137         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2138         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2139         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2140 }
2141
2142 /*
2143  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2144  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2145  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2146  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2147  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2148  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2149  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2150  * must be held upon entry, and it is released before return.
2151  */
2152 static void
2153 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2154                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2155         __releases(rnp->lock)
2156 {
2157         unsigned long oldmask = 0;
2158         struct rcu_node *rnp_c;
2159
2160         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2161         for (;;) {
2162                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2163
2164                         /*
2165                          * Our bit has already been cleared, or the
2166                          * relevant grace period is already over, so done.
2167                          */
2168                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2169                         return;
2170                 }
2171                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2172                 rnp->qsmask &= ~mask;
2173                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2174                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2175                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2176                                                  !!rnp->gp_tasks);
2177                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2178
2179                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2180                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2181                         return;
2182                 }
2183                 mask = rnp->grpmask;
2184                 if (rnp->parent == NULL) {
2185
2186                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2187
2188                         break;
2189                 }
2190                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2191                 rnp_c = rnp;
2192                 rnp = rnp->parent;
2193                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2194                 smp_mb__after_unlock_lock();
2195                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2196         }
2197
2198         /*
2199          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2200          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2201          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2202          */
2203         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2204 }
2205
2206 /*
2207  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2208  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2209  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2210  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2211  * disabled.
2212  */
2213 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2214                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2215         __releases(rnp->lock)
2216 {
2217         unsigned long gps;
2218         unsigned long mask;
2219         struct rcu_node *rnp_p;
2220
2221         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2222             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2223                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2224                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2225         }
2226
2227         rnp_p = rnp->parent;
2228         if (rnp_p == NULL) {
2229                 /*
2230                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2231                  * try to report up to its nonexistent parent!
2232                  */
2233                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2234                 return;
2235         }
2236
2237         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2238         gps = rnp->gpnum;
2239         mask = rnp->grpmask;
2240         raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
2241         raw_spin_lock(&rnp_p->lock);    /* irqs already disabled. */
2242         smp_mb__after_unlock_lock();
2243         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2244 }
2245
2246 /*
2247  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2248  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
2249  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
2250  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
2251  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
2252  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
2253  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
2254  */
2255 static void
2256 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2257 {
2258         unsigned long flags;
2259         unsigned long mask;
2260         bool needwake;
2261         struct rcu_node *rnp;
2262
2263         rnp = rdp->mynode;
2264         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2265         smp_mb__after_unlock_lock();
2266         if ((rdp->passed_quiesce == 0 &&
2267              rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) ||
2268             rdp->gpnum != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum ||
2269             rdp->gpwrap) {
2270
2271                 /*
2272                  * The grace period in which this quiescent state was
2273                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2274                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2275                  * within the current grace period.
2276                  */
2277                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
2278                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
2279                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2280                 return;
2281         }
2282         mask = rdp->grpmask;
2283         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2284                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2285         } else {
2286                 rdp->qs_pending = 0;
2287
2288                 /*
2289                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2290                  * callbacks can be processed during the next GP.
2291                  */
2292                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2293
2294                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2295                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2296                 if (needwake)
2297                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2298         }
2299 }
2300
2301 /*
2302  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2303  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2304  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2305  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2306  */
2307 static void
2308 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2309 {
2310         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2311         note_gp_changes(rsp, rdp);
2312
2313         /*
2314          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2315          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2316          */
2317         if (!rdp->qs_pending)
2318                 return;
2319
2320         /*
2321          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2322          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2323          */
2324         if (!rdp->passed_quiesce &&
2325             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))
2326                 return;
2327
2328         /*
2329          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2330          * judge of that).
2331          */
2332         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2333 }
2334
2335 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2336
2337 /*
2338  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2339  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2340  * ->orphan_lock.
2341  */
2342 static void
2343 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2344                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2345 {
2346         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2347         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2348                 return;
2349
2350         /*
2351          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2352          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2353          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2354          */
2355         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2356                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2357                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2358                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2359                 rdp->qlen_lazy = 0;
2360                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2361         }
2362
2363         /*
2364          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2365          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2366          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2367          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2368          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2369          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2370          * we just reset the whole thing later on.
2371          */
2372         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2373                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2374                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2375                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2376         }
2377
2378         /*
2379          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2380          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2381          * required to pass though another grace period: They are done.
2382          */
2383         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2384                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2385                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2386         }
2387
2388         /*
2389          * Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty and
2390          * disallow further callbacks on this CPU.
2391          */
2392         init_callback_list(rdp);
2393         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2394 }
2395
2396 /*
2397  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2398  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2399  */
2400 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2401 {
2402         int i;
2403         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2404
2405         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2406         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2407                 return;
2408
2409         /* Do the accounting first. */
2410         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2411         rdp->qlen += rsp->qlen;
2412         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2413         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2414                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2415         rsp->qlen_lazy = 0;
2416         rsp->qlen = 0;
2417
2418         /*
2419          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2420          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2421          * we are the task doing the rcu_barrier().
2422          */
2423
2424         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2425         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2426                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2427                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2428                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2429                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2430                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2431                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2432                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2433         }
2434
2435         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2436         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2437                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2438                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2439                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2440                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2441         }
2442 }
2443
2444 /*
2445  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2446  */
2447 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2448 {
2449         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2450         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2451         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2452
2453         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2454         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2455                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2456                                TPS("cpuofl"));
2457 }
2458
2459 /*
2460  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2461  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2462  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2463  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2464  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2465  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2466  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2467  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2468  * updated
2469  *
2470  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2471  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2472  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2473  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2474  * invoke it again.
2475  */
2476 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2477 {
2478         long mask;
2479         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2480
2481         if (rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2482                 return;
2483         for (;;) {
2484                 mask = rnp->grpmask;
2485                 rnp = rnp->parent;
2486                 if (!rnp)
2487                         break;
2488                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2489                 smp_mb__after_unlock_lock(); /* GP memory ordering. */
2490                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2491                 rnp->qsmask &= ~mask;
2492                 if (rnp->qsmaskinit) {
2493                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2494                         return;
2495                 }
2496                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2497         }
2498 }
2499
2500 /*
2501  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
2502  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
2503  * bit masks.
2504  */
2505 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2506 {
2507         unsigned long flags;
2508         unsigned long mask;
2509         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2510         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2511
2512         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
2513         mask = rdp->grpmask;
2514         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2515         smp_mb__after_unlock_lock();    /* Enforce GP memory-order guarantee. */
2516         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
2517         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2518 }
2519
2520 /*
2521  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2522  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2523  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2524  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2525  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2526  */
2527 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2528 {
2529         unsigned long flags;
2530         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2531         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2532
2533         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2534         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2535
2536         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2537         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2538         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2539         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2540         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2541
2542         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2543                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2544                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2545 }
2546
2547 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2548
2549 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2550 {
2551 }
2552
2553 static void __maybe_unused rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2554 {
2555 }
2556
2557 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2558 {
2559 }
2560
2561 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2562 {
2563 }
2564
2565 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2566
2567 /*
2568  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2569  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2570  */
2571 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2572 {
2573         unsigned long flags;
2574         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2575         long bl, count, count_lazy;
2576         int i;
2577
2578         /* If no callbacks are ready, just return. */
2579         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2580                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2581                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
2582                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2583                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2584                 return;
2585         }
2586
2587         /*
2588          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2589          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2590          */
2591         local_irq_save(flags);
2592         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2593         bl = rdp->blimit;
2594         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2595         list = rdp->nxtlist;
2596         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2597         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2598         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2599         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2600                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2601                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2602         local_irq_restore(flags);
2603
2604         /* Invoke callbacks. */
2605         count = count_lazy = 0;
2606         while (list) {
2607                 next = list->next;
2608                 prefetch(next);
2609                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2610                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2611                         count_lazy++;
2612                 list = next;
2613                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2614                 if (++count >= bl &&
2615                     (need_resched() ||
2616                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2617                         break;
2618         }
2619
2620         local_irq_save(flags);
2621         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2622                             is_idle_task(current),
2623                             rcu_is_callbacks_kthread());
2624
2625         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2626         if (list != NULL) {
2627                 *tail = rdp->nxtlist;
2628                 rdp->nxtlist = list;
2629                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2630                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2631                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2632                         else
2633                                 break;
2634         }
2635         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2636         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2637         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = rdp->qlen - count;
2638         rdp->n_cbs_invoked += count;
2639
2640         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2641         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2642                 rdp->blimit = blimit;
2643
2644         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2645         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2646                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2647                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2648         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2649                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2650         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2651
2652         local_irq_restore(flags);
2653
2654         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2655         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2656                 invoke_rcu_core();
2657 }
2658
2659 /*
2660  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2661  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2662  * Also schedule RCU core processing.
2663  *
2664  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2665  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2666  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2667  */
2668 void rcu_check_callbacks(int user)
2669 {
2670         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2671         increment_cpu_stall_ticks();
2672         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2673
2674                 /*
2675                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2676                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2677                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2678                  * a quiescent state, so note it.
2679                  *
2680                  * No memory barrier is required here because both
2681                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2682                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2683                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2684                  */
2685
2686                 rcu_sched_qs();
2687                 rcu_bh_qs();
2688
2689         } else if (!in_softirq()) {
2690
2691                 /*
2692                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2693                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2694                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2695                  * critical section, so note it.
2696                  */
2697
2698                 rcu_bh_qs();
2699         }
2700         rcu_preempt_check_callbacks();
2701         if (rcu_pending())
2702                 invoke_rcu_core();
2703         if (user)
2704                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2705         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2706 }
2707
2708 /*
2709  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2710  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2711  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2712  *
2713  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2714  */
2715 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2716                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2717                                   unsigned long *maxj),
2718                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2719 {
2720         unsigned long bit;
2721         int cpu;
2722         unsigned long flags;
2723         unsigned long mask;
2724         struct rcu_node *rnp;
2725
2726         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2727                 cond_resched_rcu_qs();
2728                 mask = 0;
2729                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2730                 smp_mb__after_unlock_lock();
2731                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2732                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2733                         return;
2734                 }
2735                 if (rnp->qsmask == 0) {
2736                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2737                             rsp != rcu_state_p ||
2738                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2739                                 /*
2740                                  * No point in scanning bits because they
2741                                  * are all zero.  But we might need to
2742                                  * priority-boost blocked readers.
2743                                  */
2744                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2745                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2746                                 continue;
2747                         }
2748                         if (rnp->parent &&
2749                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2750                                 /*
2751                                  * Race between grace-period
2752                                  * initialization and task exiting RCU
2753                                  * read-side critical section: Report.
2754                                  */
2755                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2756                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2757                                 continue;
2758                         }
2759                 }
2760                 cpu = rnp->grplo;
2761                 bit = 1;
2762                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2763                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2764                                 if ((rnp->qsmaskinit & bit) == 0)
2765                                         *isidle = false; /* Pending hotplug. */
2766                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2767                                         mask |= bit;
2768                         }
2769                 }
2770                 if (mask != 0) {
2771                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2772                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2773                 } else {
2774                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2775                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2776                 }
2777         }
2778 }
2779
2780 /*
2781  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2782  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2783  */
2784 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2785 {
2786         unsigned long flags;
2787         bool ret;
2788         struct rcu_node *rnp;
2789         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2790
2791         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2792         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2793         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2794                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2795                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2796                 if (rnp_old != NULL)
2797                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2798                 if (ret) {
2799                         rsp->n_force_qs_lh++;
2800                         return;
2801                 }
2802                 rnp_old = rnp;
2803         }
2804         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2805
2806         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2807         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2808         smp_mb__after_unlock_lock();
2809         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2810         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2811                 rsp->n_force_qs_lh++;
2812                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2813                 return;  /* Someone beat us to it. */
2814         }
2815         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) =
2816                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS;
2817         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2818         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2819 }
2820
2821 /*
2822  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2823  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2824  * whom the rdp belongs.
2825  */
2826 static void
2827 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2828 {
2829         unsigned long flags;
2830         bool needwake;
2831         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2832
2833         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2834
2835         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2836         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2837
2838         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2839         local_irq_save(flags);
2840         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2841                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2842                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2843                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2844                 if (needwake)
2845                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2846         } else {
2847                 local_irq_restore(flags);
2848         }
2849
2850         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2851         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2852                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2853
2854         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2855         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2856 }
2857
2858 /*
2859  * Do RCU core processing for the current CPU.
2860  */
2861 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2862 {
2863         struct rcu_state *rsp;
2864
2865         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2866                 return;
2867         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2868         for_each_rcu_flavor(rsp)
2869                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2870         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2871 }
2872
2873 /*
2874  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2875  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2876  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2877  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2878  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2879  */
2880 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2881 {
2882         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2883                 return;
2884         if (likely(!rsp->boost)) {
2885                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2886                 return;
2887         }
2888         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2889 }
2890
2891 static void invoke_rcu_core(void)
2892 {
2893         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2894                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2895 }
2896
2897 /*
2898  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2899  */
2900 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2901                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2902 {
2903         bool needwake;
2904
2905         /*
2906          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2907          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2908          */
2909         if (!rcu_is_watching())
2910                 invoke_rcu_core();
2911
2912         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2913         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2914                 return;
2915
2916         /*
2917          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2918          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2919          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2920          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2921          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2922          */
2923         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2924
2925                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2926                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2927
2928                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2929                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2930                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2931
2932                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2933                         smp_mb__after_unlock_lock();
2934                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
2935                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2936                         if (needwake)
2937                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2938                 } else {
2939                         /* Give the grace period a kick. */
2940                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2941                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2942                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2943                                 force_quiescent_state(rsp);
2944                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2945                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2946                 }
2947         }
2948 }
2949
2950 /*
2951  * RCU callback function to leak a callback.
2952  */
2953 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2954 {
2955 }
2956
2957 /*
2958  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2959  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2960  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2961  * is expected to specify a CPU.
2962  */
2963 static void
2964 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2965            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2966 {
2967         unsigned long flags;
2968         struct rcu_data *rdp;
2969
2970         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x1); /* Misaligned rcu_head! */
2971         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2972                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
2973                 ACCESS_ONCE(head->func) = rcu_leak_callback;
2974                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
2975                 return;
2976         }
2977         head->func = func;
2978         head->next = NULL;
2979
2980         /*
2981          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2982          * Note that we might see a beginning right after we see an
2983          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2984          * a quiescent state betweentimes.
2985          */
2986         local_irq_save(flags);
2987         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2988
2989         /* Add the callback to our list. */
2990         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2991                 int offline;
2992
2993                 if (cpu != -1)
2994                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2995                 if (likely(rdp->mynode)) {
2996                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
2997                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2998                         WARN_ON_ONCE(offline);
2999                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3000                         local_irq_restore(flags);
3001                         return;
3002                 }
3003                 /*
3004                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3005                  * and then drop through to queue the callback.
3006                  */
3007                 BUG_ON(cpu != -1);
3008                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3009                 if (!likely(rdp->nxtlist))
3010                         init_default_callback_list(rdp);
3011         }
3012         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = rdp->qlen + 1;
3013         if (lazy)
3014                 rdp->qlen_lazy++;
3015         else
3016                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3017         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
3018         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
3019         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
3020
3021         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3022                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3023                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3024         else
3025                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3026
3027         /* Go handle any RCU core processing required. */
3028         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3029         local_irq_restore(flags);
3030 }
3031
3032 /*
3033  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
3034  */
3035 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
3036 {
3037         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3038 }
3039 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3040
3041 /*
3042  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
3043  */
3044 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
3045 {
3046         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3047 }
3048 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3049
3050 /*
3051  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3052  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3053  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3054  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3055  * function may only be called from __kfree_rcu().
3056  */
3057 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3058                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
3059 {
3060         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3061 }
3062 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3063
3064 /*
3065  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3066  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3067  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3068  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3069  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3070  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3071  * some overhead: RCU still operates correctly.
3072  */
3073 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3074 {
3075         int ret;
3076
3077         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3078         preempt_disable();
3079         ret = num_online_cpus() <= 1;
3080         preempt_enable();
3081         return ret;
3082 }
3083
3084 /**
3085  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3086  *
3087  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3088  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3089  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3090  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3091  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3092  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3093  * rcu_read_lock_sched().
3094  *
3095  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3096  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3097  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3098  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3099  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3100  *
3101  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3102  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3103  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3104  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3105  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3106  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3107  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3108  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3109  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3110  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3111  * that are executing in the kernel.
3112  *
3113  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3114  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3115  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3116  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3117  * again only if the system has more than one CPU).
3118  *
3119  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
3120  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
3121  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
3122  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
3123  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
3124  */
3125 void synchronize_sched(void)
3126 {
3127         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
3128                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
3129                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3130                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3131         if (rcu_blocking_is_gp())
3132                 return;
3133         if (rcu_gp_is_expedited())
3134                 synchronize_sched_expedited();
3135         else
3136                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3137 }
3138 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3139
3140 /**
3141  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3142  *
3143  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3144  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3145  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3146  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3147  * and may be nested.
3148  *
3149  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3150  * on memory ordering guarantees.
3151  */
3152 void synchronize_rcu_bh(void)
3153 {
3154         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
3155                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
3156                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3157                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3158         if (rcu_blocking_is_gp())
3159                 return;
3160         if (rcu_gp_is_expedited())
3161                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3162         else
3163                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3164 }
3165 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3166
3167 /**
3168  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3169  *
3170  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3171  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3172  * meantime.
3173  */
3174 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3175 {
3176         /*
3177          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3178          * before the load from ->gpnum.
3179          */
3180         smp_mb();  /* ^^^ */
3181
3182         /*
3183          * Make sure this load happens before the purportedly
3184          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3185          * and cond_synchronize_rcu().
3186          */
3187         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3188 }
3189 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3190
3191 /**
3192  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3193  *
3194  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3195  *
3196  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3197  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3198  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3199  *
3200  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3201  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3202  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3203  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3204  */
3205 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3206 {
3207         unsigned long newstate;
3208
3209         /*
3210          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3211          * actions the caller might carry out after we return.
3212          */
3213         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3214         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3215                 synchronize_rcu();
3216 }
3217 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3218
3219 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
3220 {
3221         /*
3222          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
3223          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
3224          * time that it returns.
3225          *
3226          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
3227          * above condition is already met when the control reaches
3228          * this point and the following smp_mb() is not strictly
3229          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
3230          * robustness against future implementation changes.
3231          */
3232         smp_mb(); /* See above comment block. */
3233         return 0;
3234 }
3235
3236 /**
3237  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
3238  *
3239  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
3240  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
3241  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
3242  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
3243  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
3244  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
3245  * synchronize_sched() instead.
3246  *
3247  * This implementation can be thought of as an application of ticket
3248  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
3249  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
3250  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
3251  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
3252  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
3253  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
3254  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
3255  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
3256  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
3257  *
3258  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
3259  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
3260  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
3261  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
3262  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
3263  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
3264  * doing our work for us.
3265  *
3266  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
3267  */
3268 void synchronize_sched_expedited(void)
3269 {
3270         cpumask_var_t cm;
3271         bool cma = false;
3272         int cpu;
3273         long firstsnap, s, snap;
3274         int trycount = 0;
3275         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3276
3277         /*
3278          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
3279          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
3280          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
3281          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
3282          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
3283          * course be required on a 64-bit system.
3284          */
3285         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
3286                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
3287                          ULONG_MAX / 8)) {
3288                 synchronize_sched();
3289                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
3290                 return;
3291         }
3292
3293         /*
3294          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
3295          * full memory barrier.
3296          */
3297         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
3298         firstsnap = snap;
3299         if (!try_get_online_cpus()) {
3300                 /* CPU hotplug operation in flight, fall back to normal GP. */
3301                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3302                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3303                 return;
3304         }
3305         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
3306
3307         /* Offline CPUs, idle CPUs, and any CPU we run on are quiescent. */
3308         cma = zalloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL);
3309         if (cma) {
3310                 cpumask_copy(cm, cpu_online_mask);
3311                 cpumask_clear_cpu(raw_smp_processor_id(), cm);
3312                 for_each_cpu(cpu, cm) {
3313                         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3314
3315                         if (!(atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks) & 0x1))
3316                                 cpumask_clear_cpu(cpu, cm);
3317                 }
3318                 if (cpumask_weight(cm) == 0)
3319                         goto all_cpus_idle;
3320         }
3321
3322         /*
3323          * Each pass through the following loop attempts to force a
3324          * context switch on each CPU.
3325          */
3326         while (try_stop_cpus(cma ? cm : cpu_online_mask,
3327                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
3328                              NULL) == -EAGAIN) {
3329                 put_online_cpus();
3330                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
3331
3332                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
3333                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3334                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
3335                         /* ensure test happens before caller kfree */
3336                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3337                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
3338                         free_cpumask_var(cm);
3339                         return;
3340                 }
3341
3342                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
3343                 if (trycount++ < 10) {
3344                         udelay(trycount * num_online_cpus());
3345                 } else {
3346                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3347                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3348                         free_cpumask_var(cm);
3349                         return;
3350                 }
3351
3352                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
3353                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3354                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
3355                         /* ensure test happens before caller kfree */
3356                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3357                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
3358                         free_cpumask_var(cm);
3359                         return;
3360                 }
3361
3362                 /*
3363                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
3364                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
3365                  * after they started, so our grace period works for them,
3366                  * and they started after our first try, so their grace
3367                  * period works for us.
3368                  */
3369                 if (!try_get_online_cpus()) {
3370                         /* CPU hotplug operation in flight, use normal GP. */
3371                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3372                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3373                         free_cpumask_var(cm);
3374                         return;
3375                 }
3376                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
3377                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
3378         }
3379         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
3380
3381 all_cpus_idle:
3382         free_cpumask_var(cm);
3383
3384         /*
3385          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
3386          * period.  Update the counter, but only if our work is still
3387          * relevant -- which it won't be if someone who started later
3388          * than we did already did their update.
3389          */
3390         do {
3391                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
3392                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3393                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
3394                         /* ensure test happens before caller kfree */
3395                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3396                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
3397                         break;
3398                 }
3399         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
3400         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
3401
3402         put_online_cpus();
3403 }
3404 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
3405
3406 /*
3407  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3408  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3409  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3410  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3411  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3412  */
3413 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3414 {
3415         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3416
3417         rdp->n_rcu_pending++;
3418
3419         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3420         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3421
3422         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3423         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3424                 return 0;
3425
3426         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3427         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3428             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce &&
3429             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) {
3430                 rdp->n_rp_qs_pending++;
3431         } else if (rdp->qs_pending &&
3432                    (rdp->passed_quiesce ||
3433                     rdp->rcu_qs_ctr_snap != __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))) {
3434                 rdp->n_rp_report_qs++;
3435                 return 1;
3436         }
3437
3438         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3439         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3440                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3441                 return 1;
3442         }
3443
3444         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3445         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3446                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3447                 return 1;
3448         }
3449
3450         /* Has another RCU grace period completed?  */
3451         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3452                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3453                 return 1;
3454         }
3455
3456         /* Has a new RCU grace period started? */
3457         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3458             unlikely(ACCESS_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3459                 rdp->n_rp_gp_started++;
3460                 return 1;
3461         }
3462
3463         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3464         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3465                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3466                 return 1;
3467         }
3468
3469         /* nothing to do */
3470         rdp->n_rp_need_nothing++;
3471         return 0;
3472 }
3473
3474 /*
3475  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3476  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3477  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3478  */
3479 static int rcu_pending(void)
3480 {
3481         struct rcu_state *rsp;
3482
3483         for_each_rcu_flavor(rsp)
3484                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3485                         return 1;
3486         return 0;
3487 }
3488
3489 /*
3490  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3491  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3492  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3493  */
3494 static int __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3495 {
3496         bool al = true;
3497         bool hc = false;
3498         struct rcu_data *rdp;
3499         struct rcu_state *rsp;
3500
3501         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3502                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3503                 if (!rdp->nxtlist)
3504                         continue;
3505                 hc = true;
3506                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3507                         al = false;
3508                         break;
3509                 }
3510         }
3511         if (all_lazy)
3512                 *all_lazy = al;
3513         return hc;
3514 }
3515
3516 /*
3517  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3518  * the compiler is expected to optimize this away.
3519  */
3520 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3521                                int cpu, unsigned long done)
3522 {
3523         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3524                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3525 }
3526
3527 /*
3528  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3529  * up the task executing _rcu_barrier().
3530  */
3531 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3532 {
3533         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3534         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3535
3536         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3537                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
3538                 complete(&rsp->barrier_completion);
3539         } else {
3540                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
3541         }
3542 }
3543
3544 /*
3545  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3546  */
3547 static void rcu_barrier_func(void *type)
3548 {
3549         struct rcu_state *rsp = type;
3550         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3551
3552         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
3553         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3554         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
3555 }
3556
3557 /*
3558  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3559  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3560  */
3561 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3562 {
3563         int cpu;
3564         struct rcu_data *rdp;
3565         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
3566         unsigned long snap_done;
3567
3568         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
3569
3570         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3571         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3572
3573         /*
3574          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
3575          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
3576          */
3577         smp_mb();  /* See above block comment. */
3578
3579         /*
3580          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
3581          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
3582          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
3583          * value up to the next even number and adds two before comparing.
3584          */
3585         snap_done = rsp->n_barrier_done;
3586         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
3587
3588         /*
3589          * If the value in snap is odd, we needed to wait for the current
3590          * rcu_barrier() to complete, then wait for the next one, in other
3591          * words, we need the value of snap_done to be three larger than
3592          * the value of snap.  On the other hand, if the value in snap is
3593          * even, we only had to wait for the next rcu_barrier() to complete,
3594          * in other words, we need the value of snap_done to be only two
3595          * greater than the value of snap.  The "(snap + 3) & ~0x1" computes
3596          * this for us (thank you, Linus!).
3597          */
3598         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, (snap + 3) & ~0x1)) {
3599                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
3600                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3601                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3602                 return;
3603         }
3604
3605         /*
3606          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
3607          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
3608          * the increment to precede the early-exit check.
3609          */
3610         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done) = rsp->n_barrier_done + 1;
3611         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
3612         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
3613         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
3614
3615         /*
3616          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3617          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3618          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3619          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3620          */
3621         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3622         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3623         get_online_cpus();
3624
3625         /*
3626          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3627          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3628          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3629          */
3630         for_each_possible_cpu(cpu) {
3631                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3632                         continue;
3633                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3634                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3635                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3636                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
3637                                                    rsp->n_barrier_done);
3638                         } else {
3639                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3640                                                    rsp->n_barrier_done);
3641                                 smp_mb__before_atomic();
3642                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3643                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3644                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3645                         }
3646                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
3647                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3648                                            rsp->n_barrier_done);
3649                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3650                 } else {
3651                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3652                                            rsp->n_barrier_done);
3653                 }
3654         }
3655         put_online_cpus();
3656
3657         /*
3658          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3659          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3660          */
3661         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3662                 complete(&rsp->barrier_completion);
3663
3664         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
3665         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
3666         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done) = rsp->n_barrier_done + 1;
3667         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
3668         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
3669         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
3670
3671         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3672         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3673
3674         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3675         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3676 }
3677
3678 /**
3679  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3680  */
3681 void rcu_barrier_bh(void)
3682 {
3683         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3684 }
3685 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3686
3687 /**
3688  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3689  */
3690 void rcu_barrier_sched(void)
3691 {
3692         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3693 }
3694 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3695
3696 /*
3697  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3698  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3699  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3700  * disabled.
3701  */
3702 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3703 {
3704         long mask;
3705         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3706
3707         for (;;) {
3708                 mask = rnp->grpmask;
3709                 rnp = rnp->parent;
3710                 if (rnp == NULL)
3711                         return;
3712                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* Interrupts already disabled. */
3713                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3714                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* Interrupts remain disabled. */
3715         }
3716 }
3717
3718 /*
3719  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3720  */
3721 static void __init
3722 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3723 {
3724         unsigned long flags;
3725         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3726         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3727
3728         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3729         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3730         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
3731         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3732         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3733         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
3734         rdp->cpu = cpu;
3735         rdp->rsp = rsp;
3736         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3737         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3738 }
3739
3740 /*
3741  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3742  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3743  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3744  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3745  */
3746 static void
3747 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3748 {
3749         unsigned long flags;
3750         unsigned long mask;
3751         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3752         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3753
3754         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3755         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3756         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
3757         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3758         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3759         rdp->blimit = blimit;
3760         if (!rdp->nxtlist)
3761                 init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3762         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3763         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3764         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3765                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3766         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
3767
3768         /*
3769          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3770          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3771          * of the next grace period.
3772          */
3773         rnp = rdp->mynode;
3774         mask = rdp->grpmask;
3775         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
3776         smp_mb__after_unlock_lock();
3777         rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3778         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
3779         rdp->completed = rnp->completed;
3780         rdp->passed_quiesce = false;
3781         rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
3782         rdp->qs_pending = false;
3783         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3784         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3785 }
3786
3787 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
3788 {
3789         struct rcu_state *rsp;
3790
3791         for_each_rcu_flavor(rsp)
3792                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3793 }
3794
3795 /*
3796  * Handle CPU online/offline notification events.
3797  */
3798 int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3799                    unsigned long action, void *hcpu)
3800 {
3801         long cpu = (long)hcpu;
3802         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3803         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3804         struct rcu_state *rsp;
3805
3806         switch (action) {
3807         case CPU_UP_PREPARE:
3808         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3809                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3810                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3811                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3812                 break;
3813         case CPU_ONLINE:
3814         case CPU_DOWN_FAILED:
3815                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3816                 break;
3817         case CPU_DOWN_PREPARE:
3818                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3819                 break;
3820         case CPU_DYING:
3821         case CPU_DYING_FROZEN:
3822                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3823                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3824                 break;
3825         case CPU_DYING_IDLE:
3826                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
3827                         rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
3828                 }
3829                 break;
3830         case CPU_DEAD:
3831         case CPU_DEAD_FROZEN:
3832         case CPU_UP_CANCELED:
3833         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3834                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
3835                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3836                         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3837                 }
3838                 break;
3839         default:
3840                 break;
3841         }
3842         return NOTIFY_OK;
3843 }
3844
3845 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3846                          unsigned long action, void *hcpu)
3847 {
3848         switch (action) {
3849         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3850         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3851                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3852                         rcu_expedite_gp();
3853                 break;
3854         case PM_POST_HIBERNATION:
3855         case PM_POST_SUSPEND:
3856                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3857                         rcu_unexpedite_gp();
3858                 break;
3859         default:
3860                 break;
3861         }
3862         return NOTIFY_OK;
3863 }
3864
3865 /*
3866  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
3867  */
3868 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3869 {
3870         unsigned long flags;
3871         int kthread_prio_in = kthread_prio;
3872         struct rcu_node *rnp;
3873         struct rcu_state *rsp;
3874         struct sched_param sp;
3875         struct task_struct *t;
3876
3877         /* Force priority into range. */
3878         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
3879                 kthread_prio = 1;
3880         else if (kthread_prio < 0)
3881                 kthread_prio = 0;
3882         else if (kthread_prio > 99)
3883                 kthread_prio = 99;
3884         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
3885                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
3886                          kthread_prio, kthread_prio_in);
3887
3888         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3889         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3890                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3891                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3892                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3893                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3894                 rsp->gp_kthread = t;
3895                 if (kthread_prio) {
3896                         sp.sched_priority = kthread_prio;
3897                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
3898                 }
3899                 wake_up_process(t);
3900                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3901         }
3902         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3903         rcu_spawn_boost_kthreads();
3904         return 0;
3905 }
3906 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3907
3908 /*
3909  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3910  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3911  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3912  * task is booting the system).  After this function is called, the
3913  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3914  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3915  */
3916 void rcu_scheduler_starting(void)
3917 {
3918         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3919         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3920         rcu_scheduler_active = 1;
3921 }
3922
3923 /*
3924  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3925  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3926  */
3927 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3928 {
3929         int i;
3930
3931         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT)) {
3932                 rsp->levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
3933                 for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
3934                         rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3935         } else {
3936                 int ccur;
3937                 int cprv;
3938
3939                 cprv = nr_cpu_ids;
3940                 for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3941                         ccur = rsp->levelcnt[i];
3942                         rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3943                         cprv = ccur;
3944                 }
3945         }
3946 }
3947
3948 /*
3949  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3950  */
3951 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3952                 struct rcu_data __percpu *rda)
3953 {
3954         static const char * const buf[] = {
3955                 "rcu_node_0",
3956                 "rcu_node_1",
3957                 "rcu_node_2",
3958                 "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3959         static const char * const fqs[] = {
3960                 "rcu_node_fqs_0",
3961                 "rcu_node_fqs_1",
3962                 "rcu_node_fqs_2",
3963                 "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3964         static u8 fl_mask = 0x1;
3965         int cpustride = 1;
3966         int i;
3967         int j;
3968         struct rcu_node *rnp;
3969
3970         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3971
3972         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3973         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3974                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3975
3976         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3977
3978         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3979                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3980         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3981                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3982         rcu_init_levelspread(rsp);
3983         rsp->flavor_mask = fl_mask;
3984         fl_mask <<= 1;
3985
3986         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3987
3988         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3989                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3990                 rnp = rsp->level[i];
3991                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3992                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3993                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3994                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3995                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3996                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3997                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3998                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3999                         rnp->completed = rsp->completed;
4000                         rnp->qsmask = 0;
4001                         rnp->qsmaskinit = 0;
4002                         rnp->grplo = j * cpustride;
4003                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4004                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4005                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4006                         if (i == 0) {
4007                                 rnp->grpnum = 0;
4008                                 rnp->grpmask = 0;
4009                                 rnp->parent = NULL;
4010                         } else {
4011                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
4012                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4013                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4014                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
4015                         }
4016                         rnp->level = i;
4017                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4018                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4019                 }
4020         }
4021
4022         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
4023         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4024         for_each_possible_cpu(i) {
4025                 while (i > rnp->grphi)
4026                         rnp++;
4027                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4028                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4029         }
4030         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4031 }
4032
4033 /*
4034  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4035  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4036  * the ->node array in the rcu_state structure.
4037  */
4038 static void __init rcu_init_geometry(void)
4039 {
4040         ulong d;
4041         int i;
4042         int j;
4043         int n = nr_cpu_ids;
4044         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
4045
4046         /*
4047          * Initialize any unspecified boot parameters.
4048          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4049          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4050          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4051          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4052          */
4053         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4054         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4055                 jiffies_till_first_fqs = d;
4056         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4057                 jiffies_till_next_fqs = d;
4058
4059         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4060         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
4061             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4062                 return;
4063         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
4064                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4065
4066         /*
4067          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4068          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
4069          * some of the arithmetic easier.
4070          */
4071         rcu_capacity[0] = 1;
4072         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
4073         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
4074                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
4075
4076         /*
4077          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
4078          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
4079          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
4080          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
4081          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
4082          * compile-time values if these limits are exceeded.
4083          */
4084         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
4085             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
4086             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
4087                 WARN_ON(1);
4088                 return;
4089         }
4090
4091         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4092         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
4093                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
4094                         for (j = 0; j <= i; j++)
4095                                 num_rcu_lvl[j] =
4096                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
4097                         rcu_num_lvls = i;
4098                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
4099                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
4100                         break;
4101                 }
4102
4103         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4104         rcu_num_nodes = 0;
4105         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
4106                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4107         rcu_num_nodes -= n;
4108 }
4109
4110 void __init rcu_init(void)
4111 {
4112         int cpu;
4113
4114         rcu_early_boot_tests();
4115
4116         rcu_bootup_announce();
4117         rcu_init_geometry();
4118         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
4119         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
4120         __rcu_init_preempt();
4121         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4122
4123         /*
4124          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4125          * this is called early in boot, before either interrupts
4126          * or the scheduler are operational.
4127          */
4128         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
4129         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4130         for_each_online_cpu(cpu)
4131                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
4132 }
4133
4134 #include "tree_plugin.h"